液氮通过受热U型管传热特性的数值模拟

对单相液氮通过受热竖直U型管的传热特性进行了三维数值模拟．采用结构化网格，并对近壁面处网格加密，对网格无关性和模型有效性进行了验证．将入口速度、出口压力和均匀壁面热流密度作为边界条件及利用标准的κ-ε紊流模型和CFX4．4求解器求解．模拟结果发现：在U型弯头上游直管中，流体温度形成中心低四周高的分布形式；在U型弯头内，流体被二次流重构。温度较低的流体流向管外侧，温度高的流体则流向管内侧；在U型弯头下游直管中，中心低四周高的温度分布逐渐得到恢复．通过分析，曲率比对下游努赛尔数影响明显，其影响区域可用下游努赛尔数达到极小值来衡量；存在一曲率比，使下、上游努赛尔数百分比达到极小值．最后，将模拟得到的平均努赛尔数与不同的经验关联式作了比较．